汽车轻量化ppt课件
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SGM Buick Regal Brake Pedal Bracket
汽车轻量化
（3）轻金属材料 ☞钛合金
密度小、 比强度大
耐蚀性强 不受路面盐类 及废气的影响
高、低温 力学性能好
可绿色回收
Leabharlann Baidu
钛及其合金
屈强比值大
易加工 与钢材同样的
设备工艺
记忆功能 用于车身方便
复原
汽车轻量化
钛合金在汽车工业中的应用 1 钛连杆 在汽车上，钛可用于制造发动机气门、承座、气门弹簧、连杆、紧固件等
钛合金汽车连杆
除了减轻重量外，还可提高使用性能，抗振、节约燃油。一般用于高档车中。 兰博基尼-Diablo、法拉力-F355 、-360 M ， -550 M 、还有保时捷-911 GT3等都采用钛合金来制造连杆。
汽车轻量化
钛合金在汽车工业中的应用 2 钛合金排气系统
钛合金排气系统
钛合金具有良好的高温力学性能和抗腐蚀性能，不亚于甚至超 过了不锈钢的指标，所以，很适用于排气系统。而且其它轻合金元 素无法用于排气系统，如果要在排气系统中减轻汽车重量，钛及其 合金是唯一能够替代钢的新型轻质材料。目前钛合金排气系统主要 应用于赛车、改装车或高档轿车中。
回收率高、 回收无污染
Ø 汽车质量减轻、提高载荷及有效承载 能力（与铝相比，镁可使重量减轻 21%，与灰铸铁相比，可减轻50%）
Ø 降低废气排放及燃油成本提高燃油经 济性综合指标
Ø 减震性能好，降低汽车噪音及震动
汽车轻量化
典型镁合金零件应用 1 减速器外壳
镁合金减速器外壳采 用压铸的方法制造，具有 重量轻，噪音低的优点。
用于应对正面碰撞的前纵梁， 采用笔直的结构，并且加大 了断面面积，采用980Mpa级 别的超高强度钢板。
汽车轻量化
汽车轻量化
高强钢板简介及其应用
高强度IF钢
冷轧各向同性钢（IS钢 ）
BMW E60侧框架
汽车轻量化
高强钢板简介及其应用
高强度低合金钢 （HSLA钢）
马氏体钢（ M钢）
后部发动机支架
密度小 ρ=2.7g/cm3
耐磨
西南铝业集团 调查显示，铝 合金的回收率 在80%以上。 约60%的汽车用 铝来自废料
铝合金在汽车上的应用优势
弹性好 导热性好
铝及铝合金 易加工
耐蚀性好 回收率高
Ø 汽车轻量化，节能降耗，有利环保 Ø 汽车铝合金零部件回收再利用率高 Ø 提高燃油效率，加大载重能力 Ø 减少工序，提高装配效率 Ø 安全舒适
汽车轻量化
钛合金在汽车工业中的应用 3 钛弹簧
弹性模量仅为钢的55% 高屈强比、低切变模量
所需圈数少 节省空间 减轻重量
可提高30~40%共振频率
优良性能
汽车轻量化
1.轻金属在汽车上的应用 新材料在汽车上的应用 2.高强度钢在汽车上的应用
3.其他材料的应用
汽车轻量化
2.高强度钢在汽车上的应用
强度优于普通钢板、成本低于铝镁合金，使高强度钢板成为 未来汽车结构材料的主体。
汽车轻量化
陶瓷在汽车上的运用
陶瓷制动器
奥迪A8W12轿车的陶瓷制动盘： 比铸铁制动盘的质量降低了50%，寿命是钢质刹车盘的4倍。
保时捷PCCB复合陶瓷刹车盘
ULSAB-AVC白车身（BIW）的用材比例
1.优良的成形性能 2. 回收利用性好 3.可利用传统生产装备
优点
4.修理和保险 5.延迟的时效性和非时效性 7.良好的连接性能和保形性能 8.保证塑性延展性的同时，强度高，冲压件质量轻
汽车轻量化
高强度钢板的应用和作用
注：Ps 为压溃强度，AE为压溃吸能，Pt为压痕抗力，P为微量变形抗力，σw为疲劳强度， σb为抗拉强度，t为板厚，σp为成形构件应变下的流变应力，ED为动负荷设计弹性模量，n为常数。
汽车轻量化
——新材料在汽车上的应用
汽车轻量化
1.轻金属在汽车上的应用 新材料在汽车上的应用 2.高强度钢在汽车上的应用
3.其他材料的应用
汽车轻量化
世界几种典型轿车用材比例 %
轻金属替代钢铁材料是汽车发展的重要方向。世界各大 汽车公司都争相开发轻金属材料。
汽车轻量化
（1）轻金属材料 ☞ 铝合金
比强度高
Insight hybrid轿车车架
捷豹XJ的基础车身就是铝合金材 料，在保证了强度的同时，提高了空 间体积，还使整车的灵活性得到了最 大限度的保留。
捷豹XJ铝合金车身
汽车轻量化
（2）轻金属材料 ☞镁合金
阻尼减震 性能高
镁合金在汽车应用中的优势
易加工
镁及其合金
比强度、 比刚度高
资源丰富 开采技术成熟
镁合金减速器外壳
汽车轻量化
典型镁合金零件应用
2 变速器
Weight： 6.74kg Material：VW030 Volume : 240,000
SVW Santana Transmission Case
汽车轻量化
典型镁合金零件应用
4 刹车踏板支架
Weight：1.29kg Material ：AM60B Volume : 80,000
汽车轻量化
汽车铝合金典型件
1、发动机
大众最先进的6.0L W12发动机
北极星V8发动机
汽车轻量化
汽车铝合金典型件
2、轮毂
马自达跑车轮毂
福特Focus铝合金轮毂
汽车轻量化
汽车铝合金典型件 3、车身覆盖件
日本本田公司生产的 Insight hybrid轿车车身用铝合 金达162kg，比钢车身减重约 40%。
BMW E60车门防撞杆
汽车轻量化
各种高强钢在车身上典型应用
汽车轻量化
1.轻金属在汽车上的应用 新材料在汽车上的应用 2.高强度钢在汽车上的应用
3.其他材料的应用
汽车轻量化
3 其他材料的应用
汽车中主要的非金属部件
汽车轻量化
非 金属 材料
蜂窝夹层 材料
工程 塑料
橡胶 材料
其它
纤维增强 材料
陶瓷 材料
汽车轻量化
速腾车身超过60%的超高强度和高强度钢的应用大大提高了碰撞安全性能
速腾车身三层整体车门
车门框架为三层钢板，中间 一层高强度热成型钢板厚度 达到2mm，相当于普通车身 钢板的3倍。当发生碰撞时， 车门吸收强烈撞击产生的巨 大能量，大大提高了安全性。
汽车轻量化
新马自达6的车身高强度钢使用
新马自达6的车身结构中使用了 590，780，980和1480MPa级 别的高强度钢板和超高强度钢板 侧。面车身中，用于防止侧面变 形至关重要的B柱和侧围板采 用了1480MPa级别的热冲压 超高强度钢板，车门内部的 侧面防撞杆采用980MPa级别 的超高强度钢板。
汽车轻量化
（3）轻金属材料 ☞钛合金
密度小、 比强度大
耐蚀性强 不受路面盐类 及废气的影响
高、低温 力学性能好
可绿色回收
Leabharlann Baidu
钛及其合金
屈强比值大
易加工 与钢材同样的
设备工艺
记忆功能 用于车身方便
复原
汽车轻量化
钛合金在汽车工业中的应用 1 钛连杆 在汽车上，钛可用于制造发动机气门、承座、气门弹簧、连杆、紧固件等
钛合金汽车连杆
除了减轻重量外，还可提高使用性能，抗振、节约燃油。一般用于高档车中。 兰博基尼-Diablo、法拉力-F355 、-360 M ， -550 M 、还有保时捷-911 GT3等都采用钛合金来制造连杆。
汽车轻量化
钛合金在汽车工业中的应用 2 钛合金排气系统
钛合金排气系统
钛合金具有良好的高温力学性能和抗腐蚀性能，不亚于甚至超 过了不锈钢的指标，所以，很适用于排气系统。而且其它轻合金元 素无法用于排气系统，如果要在排气系统中减轻汽车重量，钛及其 合金是唯一能够替代钢的新型轻质材料。目前钛合金排气系统主要 应用于赛车、改装车或高档轿车中。
回收率高、 回收无污染
Ø 汽车质量减轻、提高载荷及有效承载 能力（与铝相比，镁可使重量减轻 21%，与灰铸铁相比，可减轻50%）
Ø 降低废气排放及燃油成本提高燃油经 济性综合指标
Ø 减震性能好，降低汽车噪音及震动
汽车轻量化
典型镁合金零件应用 1 减速器外壳
镁合金减速器外壳采 用压铸的方法制造，具有 重量轻，噪音低的优点。
用于应对正面碰撞的前纵梁， 采用笔直的结构，并且加大 了断面面积，采用980Mpa级 别的超高强度钢板。
汽车轻量化
汽车轻量化
高强钢板简介及其应用
高强度IF钢
冷轧各向同性钢（IS钢 ）
BMW E60侧框架
汽车轻量化
高强钢板简介及其应用
高强度低合金钢 （HSLA钢）
马氏体钢（ M钢）
后部发动机支架
密度小 ρ=2.7g/cm3
耐磨
西南铝业集团 调查显示，铝 合金的回收率 在80%以上。 约60%的汽车用 铝来自废料
铝合金在汽车上的应用优势
弹性好 导热性好
铝及铝合金 易加工
耐蚀性好 回收率高
Ø 汽车轻量化，节能降耗，有利环保 Ø 汽车铝合金零部件回收再利用率高 Ø 提高燃油效率，加大载重能力 Ø 减少工序，提高装配效率 Ø 安全舒适
汽车轻量化
钛合金在汽车工业中的应用 3 钛弹簧
弹性模量仅为钢的55% 高屈强比、低切变模量
所需圈数少 节省空间 减轻重量
可提高30~40%共振频率
优良性能
汽车轻量化
1.轻金属在汽车上的应用 新材料在汽车上的应用 2.高强度钢在汽车上的应用
3.其他材料的应用
汽车轻量化
2.高强度钢在汽车上的应用
强度优于普通钢板、成本低于铝镁合金，使高强度钢板成为 未来汽车结构材料的主体。
汽车轻量化
陶瓷在汽车上的运用
陶瓷制动器
奥迪A8W12轿车的陶瓷制动盘： 比铸铁制动盘的质量降低了50%，寿命是钢质刹车盘的4倍。
保时捷PCCB复合陶瓷刹车盘
ULSAB-AVC白车身（BIW）的用材比例
1.优良的成形性能 2. 回收利用性好 3.可利用传统生产装备
优点
4.修理和保险 5.延迟的时效性和非时效性 7.良好的连接性能和保形性能 8.保证塑性延展性的同时，强度高，冲压件质量轻
汽车轻量化
高强度钢板的应用和作用
注：Ps 为压溃强度，AE为压溃吸能，Pt为压痕抗力，P为微量变形抗力，σw为疲劳强度， σb为抗拉强度，t为板厚，σp为成形构件应变下的流变应力，ED为动负荷设计弹性模量，n为常数。
汽车轻量化
——新材料在汽车上的应用
汽车轻量化
1.轻金属在汽车上的应用 新材料在汽车上的应用 2.高强度钢在汽车上的应用
3.其他材料的应用
汽车轻量化
世界几种典型轿车用材比例 %
轻金属替代钢铁材料是汽车发展的重要方向。世界各大 汽车公司都争相开发轻金属材料。
汽车轻量化
（1）轻金属材料 ☞ 铝合金
比强度高
Insight hybrid轿车车架
捷豹XJ的基础车身就是铝合金材 料，在保证了强度的同时，提高了空 间体积，还使整车的灵活性得到了最 大限度的保留。
捷豹XJ铝合金车身
汽车轻量化
（2）轻金属材料 ☞镁合金
阻尼减震 性能高
镁合金在汽车应用中的优势
易加工
镁及其合金
比强度、 比刚度高
资源丰富 开采技术成熟
镁合金减速器外壳
汽车轻量化
典型镁合金零件应用
2 变速器
Weight： 6.74kg Material：VW030 Volume : 240,000
SVW Santana Transmission Case
汽车轻量化
典型镁合金零件应用
4 刹车踏板支架
Weight：1.29kg Material ：AM60B Volume : 80,000
汽车轻量化
汽车铝合金典型件
1、发动机
大众最先进的6.0L W12发动机
北极星V8发动机
汽车轻量化
汽车铝合金典型件
2、轮毂
马自达跑车轮毂
福特Focus铝合金轮毂
汽车轻量化
汽车铝合金典型件 3、车身覆盖件
日本本田公司生产的 Insight hybrid轿车车身用铝合 金达162kg，比钢车身减重约 40%。
BMW E60车门防撞杆
汽车轻量化
各种高强钢在车身上典型应用
汽车轻量化
1.轻金属在汽车上的应用 新材料在汽车上的应用 2.高强度钢在汽车上的应用
3.其他材料的应用
汽车轻量化
3 其他材料的应用
汽车中主要的非金属部件
汽车轻量化
非 金属 材料
蜂窝夹层 材料
工程 塑料
橡胶 材料
其它
纤维增强 材料
陶瓷 材料
汽车轻量化
速腾车身超过60%的超高强度和高强度钢的应用大大提高了碰撞安全性能
速腾车身三层整体车门
车门框架为三层钢板，中间 一层高强度热成型钢板厚度 达到2mm，相当于普通车身 钢板的3倍。当发生碰撞时， 车门吸收强烈撞击产生的巨 大能量，大大提高了安全性。
汽车轻量化
新马自达6的车身高强度钢使用
新马自达6的车身结构中使用了 590，780，980和1480MPa级 别的高强度钢板和超高强度钢板 侧。面车身中，用于防止侧面变 形至关重要的B柱和侧围板采 用了1480MPa级别的热冲压 超高强度钢板，车门内部的 侧面防撞杆采用980MPa级别 的超高强度钢板。